CN201001039Y - 一种大电流直流电源瞬间掉电保持电路 - Google Patents
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Abstract
一种大电流直流电源瞬间掉电保持电路，由第一开关20、第二开关60、第一控制电路40、第二控制电路70、储能元件50、直流变换电路30和反向隔离元件DO构成。本实用新型先将较低的输入电压转化为较高的直流电压，然后给一个容量相对较小、体积也相对较小的电容器充电，在瞬间掉电时，所述电容器合理地向外接的DC/DC转换电路放电，电压维持系数可以达到5.9μS/μF的水平。
Description
技术领域
本实用新型涉及用电容器对供电电路欠压掉电进行保护的电路，尤其是自动检测供电电路电压和自动进行保护的电路。
背景技术
现有技术中，一台负载设备在被两套直流电源交替供电时，在交替的瞬间，负载设备会出现瞬间失电的现象，在一些有特殊要求的应用场合，这种瞬间失电的现象是不允许的。例如在飞机打开电源供电后，地面的直流电源与发动机之间，或是飞机内部电源与发动机之间进行电源转换时，如果没有专用的保护电路，就会出现瞬间掉电的现象，就会影响电子设备的正常运行。因此现有技术中的一种做法是外接一个大容量电解电容器来补偿瞬间掉电现象。但是随之而来的问题是，当负载功率在120W，维持时间要大于50毫秒时，所需电容的体积相当大，这是实际应用所不能接受的。
在上述具体应用场合，需要一种体积小，又能满足要求的瞬间掉电的保护电路装置。
而现有技术中，大都是另设一组电池作为备用电源在瞬间掉电时投入，这种方案的体积仍没有有效地减小。
没有检索到使用小体积的电容器来实现保护的技术方案。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处而提出一种大电流直流电源瞬间掉电保持电路，本实用新型的瞬间掉电保持电路先将较低的输入电压转化为较高的直流电压，然后给一个容量相对较小、体积也相对较小的电容器充电，在瞬间掉电时，所述电容器合理地向外接的DC/DC转换电路放电，电压维持系数可以达到5.9μS/μF的水平。
本实用新型通过采用以下的技术方案来实现：
设计加工一种大电流直流电源瞬间掉电保持电路，所述瞬间掉电保持电路包括：
第一开关、第二开关、第一控制电路、第二控制电路、储能元件、直流变换电路和反向隔离元件D0。
所述第一开关、第一控制电路和第二控制电路的输入端，以及反向隔离元件D0的正极都连接外接的直流电源正极Vin。
所述直流变换电路的输入端连接第一开关的输出端；直流变换电路的输出端连接第二二开关的输入端和储能元件的一端。
所述第二开关的输出端连接反向隔离元件D0的负极和接至本瞬间掉电保持电路之外的DC/DC变换电路。
所述第一控制电路的输出端连接第一开关的控制端，所述第二控制电路的输出端连接第二开关的控制端。
所述直流变换电路的输出电压大于外接的直流电源正极Vin的电压。
在本实用新型的最佳实施例中：
所述第一开关、第二开关采用大功率场效应晶体管。
所述第一控制电路中包括第一电压基准元件，所述第一电压基准元件的输出端通过一电阻连接第一开关的控制端。
所述第二控制电路中包括第二电压基准元件，所述第二电压基准元件的基准电压端连接一第一电压比较器，该第一电压比较器的输出端通过一第二开关驱动器连接第二开关的控制端。
所述第二开关驱动器采用场效应晶体管，该场效应晶体管的栅极接电压比较器的输出端，漏极接第二开关的控制端，源极接地。
所述第一电压比较器的电源接入端，连接电源稳压元件。
所述储能元件采用电容器，所述电容的耐压标称数值大于直流变换电路的输出电压。
所述第二控制电路中还包括第二电压比较器，该第二电压比较器的输出端输出一掉电指示信号。
所述第二电压比较器的输入正极与第一电压比较器的输入负极相接。
所述第二电压比较器的输入负极与第一电压比较器的输入正极相接。
与现有技术相比较，本实用新型的瞬间掉电保持电路先将较低的输入电压转化为较高的直流电压，然后给一个容量相对较小、体积也相对较小的电容器充电，在瞬间掉电时，所述电容器合理地向外接的DC/DC转换电路放电，电压维持系数可以达到5.9μS/μF的水平。这样就实现了用小体积电容为负载功率120W，维持时间要大于50毫秒的场合瞬间掉电时保持电压不变。
附图说明
图1是本实用新型一种大电流直流电源瞬间掉电保持电路的原理方框图；
图2是本实用新型一种大电流直流电源瞬间掉电保持电路中第一控制电路的最佳实施例的电原理图；
图3是本实用新型一种大电流直流电源瞬间掉电保持电路中第二控制电路的最佳实施例的电原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详尽的描述：
参见图1、图2及图3，设计加工一种大电流直流电源瞬间掉电保持电路，所述瞬间掉电保持电路包括：
第一开关20、第二开关60、第一控制电路40、第二控制电路70、储能元件50、直流变换电路30和反向隔离元件D0。
所述反向隔离元件D0在最佳实施例中采用大电流的晶体二极管。
正常工作时直流电源10直接通过反向隔离元件D0向DC/DC变换电路120供电。
所述储能元件50在最佳实施例中采用电容器，具体的说是电解电容器。
所述第一开关20、第一控制电路40和第二控制电路60的输入端，以及反向隔离元件D0的正极都连接外接的直流电源10的正极Vin。在众多应用的一种应用中，Vin为+24V。当然也可以是其他电压等级。
所述直流变换电路30的输入端连接第一开关20的输出端；直流变换电路30的输出端连接第二开关60的输入端和储能元件50的一端。所述直流变换电路30是成熟的现有技术，在此不作详述，因为它只是向储能元件50提供一较高电压的充电电流，并不需要太大的驱动能力。
所述第二开关60的输出端连接反向隔离元件D0的负极和接至本瞬间掉电保持电路100之外的DC/DC变换电路120。
平时，第二开关60是关断的，直流电源10直接通过反向隔离元件D0向DC/DC变换电路120供电。
所述第一控制电路40的输出端连接第一开关20的控制端，所述第二控制电路70的输出端连接第二开关60的控制端。
所述直流变换电路30的输出电压大于外接的直流电源10正极Vin的电压。
具体的，在最佳实施例中，如图2、图3所示：
例如：，Vin为+24V时，直流变换电路30的输出电压为+44V。
所述的直流变换电路30的输出电压数值并不是绝对的，本领域的技术人员都知道，电压稍有差异并不影响本实用新型的应用，通过对图2、图3所示最佳实施例的描述，便于理解本实用新型的原理。
在最佳实施例中，所述第一开关20、第二开关60采用大功率场效应晶体管。本领域的技术人员都知道，可以采用的电子开关很多，在此不一一例举。
如图2所示，在最佳实施例中，所述第一控制电路40中包括第一电压基准元件T1，T1可以采用TL431，所述第一电压基准元件T1的输出端通过一电阻R4连接第一开关20的控制端，也就是大功率场效应晶体管的栅极。当第一电压基准元件TL431检测到Vin低于15V时，第一电压基准元件TL431关断，使第一开关20截止，停止直流变换电路30的上作，不向电容器充电。
如图3所示，在最佳实施例中，所述第二控制电路70中包括第二电压基准元件D2，所述第二电压基准元件D2的基准电压端连接一第一电压比较器U2，该第一电压比较器U2的输出端通过一第二开关驱动器Q1连接第二开关60的控制端，也就是大功率场效应晶体管的栅极。
当第一电压比较器U2检测到Vin低于15V时，第一电压比较器U2的7脚输出高电平，使第二开关60导通，电容器向DC/DC变换电路120放电。
在最佳实施例中，所述第二开关驱动器Q1也采用场效应晶体管，该场效应晶体管的栅极接第一电压比较器U2的输出端，漏极接第二开关70的控制端，源极接地。
在最佳实施例中，所述第一电压比较器U2的电源接入端，连接电源稳压元件D3。目的是获得较佳的工作电压。
所述储能元件50采用电容器后，所述电容器的耐压标称数值要大于直流变换电路的输出电压。例如，Vin为+24V，直流变换电路30的输出电压为+44V时，电容器的耐压标称数值至少要大于50V。
在另外的实施例中，进一步的，所述第二控制电路70中还包括第二电压比较器U1，该第二电压比较器U1的输出端输出一掉电指示信号，可以向其他设备输出类似于记录用的信息。
在这种应用中，所述第二电压比较器U1的输入正极与第一电压比较器U2的输入负极相接，所述第二电压比较器U1U2的输入负极与第一电压比较器的输入正极相接。
由于DC/DC变换电路120的输入电压可以有一个较宽的范围，不管输入端如何变化，DC/DC变换电路120对其后的负载200则始终是如常供电。如果输入电压高，则要求输入电流就可以小，本实用新型就是根据DC/DC变换电路120这种特性原理而设计。
虽然本实用新型只给出图2、图3所示的最佳实施例，但图1示出了本实用新型的由第一开关20、第二开关60、第一控制电路40、第二控制电路70、储能元件50、直流变换电路30和反向隔离元件D0的构成原理。根据此原理派生出来的其他实施，都应视为落入本实用新型的保护范围之内。
本实用新型的瞬间掉电保持电路先将较低的输入电压转化为较高的直流电压，然后给一个容量相对较小、体积也相对较小的电容器充电，在瞬间掉电时，所述电容器合理地向外接的DC/DC转换电路放电，电压维持系效可以达到5.9μS/μF的水平。这样就实现了用小体积电容为负载功率大，维持时间要长的场合瞬间掉电时保持供电电压不变。
Claims (9)
1、一种大电流直流电源瞬间掉电保持电路，其特征在于，所述瞬间掉电保持电路包括：
第一开关、第二开关、第一控制电路、第二控制电路、储能元件、直流变换电路和反向隔离元件D0；
所述第一开关、第一控制电路和第二控制电路的输入端，以及反向隔离元件D0的正极都连接外接的直流电源正极Vin；
所述直流变换电路的输入端连接第一开关的输出端；直流变换电路的输出端连接第二开关的输入端和储能元件的一端；
所述第二开关的输出端连接反向隔离元件D0的负极和接至本瞬间掉电保持电路之外的DC/DC变换电路；
所述第一控制电路的输出端连接第一开关的控制端，所述第二控制电路的输出端连接第二开关的控制端。
2、根据权利要求1所述的大电流直流电源瞬间掉电保持电路，其特征在于：所述直流变换电路的输出电压大于外接的直流电源正极Vin的电压。
3、根据权利要求1所述的大电流直流电源瞬间掉电保持电路，其特征在于：所述第一开关、第二开关采用大功率场效应晶体管。
4、根据权利要求1所述的大电流直流电源瞬间掉电保持电路，其特征在于：所述第一控制电路中包括第一电压基准元件，所述第一电压基准元件的输出端通过一电阻连接第一开关的控制端。
5、根据权利要求1所述的大电流直流电源瞬间掉电保持电路，其特征在于：所述第二控制电路中包括第二电压基准元件，所述第二电压基准元件的基准电压端连接一第一电压比较器，该第一电压比较器的输出端通过一第二开关驱动器连接第二开关的控制端。
6、根据权利要求1所述的大电流直流电源瞬间掉电保持电路，其特征在于：所述第二开关驱动器采用场效应晶体管，该场效应晶体管的栅极接电压比较器的输出端，漏极接第二开关的控制端，源极接地。
7、根据权利要求6所述的大电流直流电源瞬间掉电保持电路，其特征在于：所述第一电压比较器的电源接入端，连接电源稳压元件。
8、根据权利要求1或2所述的大电流直流电源瞬间掉电保持电路，其特征在于：
所述储能元件采用电容器，所述电容的耐压标称数值大于直流变换电路的输出电压。
9、根据权利要求1所述的大电流直流电源瞬间掉电保持电路，其特征在于：
所述第二控制电路中还包括第二电压比较器，该第二电压比较器的输出端输出一掉电指示信号；
所述第二电压比较器的输入正极与第一电压比较器的输入负极相接；
所述第二电压比较器的输入负极与第一电压比较器的输入正极相接。
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2006
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